KR20210079647A

KR20210079647A - 차량 및 차량용 안테나 시스템

Info

Publication number: KR20210079647A
Application number: KR1020190171644A
Authority: KR
Inventors: 배정남
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-06-30
Also published as: US20210194110A1; DE102020204934A1; US11831066B2

Abstract

본 발명은 차량 및 차량용 안테나 시스템에 관한 것으로, 통합형 글래스 안테나를 구현함으로써 루프 안테나의 여유 공간을 확보하고, 루프 안테나의 확보된 여유 공간에 추가 안테나 모듈을 설치할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 차량용 안테나 시스템은, 제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함한다.

Description

차량 및 차량용 안테나 시스템{VEHICLE AND ANTENNA SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 차량에 관한 것으로, 차량의 안테나 시스템에 관한 것이다.

차량에는 통신과 방송 수신을 위한 안테나가 구비된다. 이와 같은 차량의 안테나는, 예를 들면 루프에 설치되는 샤크 핀 안테나(Shark Fin Antenna) 또는 폴 형 안테나(Poll Type Antenna)와, 후면 유리에 스트립 형태로 설치되는 글래스 안테나(Glass Antenna)가 있다. 일반적으로 루프 안테나에는 통신용 안테나 모듈과 디지털 방송용 안테나 모듈이 설치되고, 글래스 안테나는 라디오 방송용 안테나 모듈이 설치된다.

루프 안테나는 차량의 루프에 돌출되도록 설치된다. 따라서 루프 안테나는 차량의 주행 중 저항과 디자인적 요소를 고려해야 하기 때문에 그 크기에 제약이 따른다. 즉, 루프 안테나의 크기가 너무 커서는 곤란하다.

차량용 커넥티드 서비스의 증가로 인해 좀 더 많은 종류의 안테나 모듈이 차량에 탑재되어야 할 필요가 증가하는 추세에서, 루프 안테나의 크기의 제약으로 인해 추가적인 안테나 모듈을 설치할 공간이 부족하여 대책이 요구되는 상황이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 통합형 글래스 안테나를 구현함으로써 루프 안테나의 여유 공간을 확보하고, 루프 안테나의 확보된 여유 공간에 추가 안테나 모듈을 설치할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 차량용 안테나 시스템은, 제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 제 1 방송 신호가 라디오 방송 신호이고; 상기 제 2 방송 신호가 디지털 방송 신호이며; 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분은 상기 라디오 방송 신호의 FM 하모닉 성분이다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 방송용 수신부는, 상기 라디오 방송 신호의 상기 하모닉 성분을 추출하고; 추출된 상기 하모닉 성분의 위상을 반전시키며; 위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 디지털 방송 신호에 가산함으로써 상기 디지털 방송 신호에 포함되어 있는 상기 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 글래스 안테나는, 상기 제 1 방송 신호의 일부 채널과 상기 제 2 방송 신호의 일부 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 1 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호의 나머지 채널과 상기 제 2 방송 신호의 나머지 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 2 글래스 안테나를 포함한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 제 1 글래스 안테나의 수신 신호는 AM 신호와 제 1 FM 신호, 제 1 DMB 신호를 포함하고; 상기 제 2 글래스 안테나의 수신 신호는 제 2 FM 신호와 제 2 DMB 신호를 포함한다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 차량용 안테나 시스템은, 제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 1 방송 신호의 전달 경로에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 추출하고, 추출된 상기 하모닉 성분을 반전시키며, 위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 제 2 방송 신호의 전달 경로에 가산함으로써 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 제 1 글래스 안테나의 수신 신호는 AM 신호와 제 1 FM 신호, 제 1 DMB 신호를 포함하고; 상기 제 2 글래스 안테나의 수신 신호는 제 2 FM 신호와 제 2 DMB 신호를 포함한다..

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 제 1 방송 신호의 전달 경로는 상기 제 1 방송 신호의 전처리를 수행하는 제 1 전처리부를 포함하고; 상기 제 2 방송 신호의 전달 경로는 상기 제 2 방송 신호의 전처리를 수행하는 제 2 전처리부를 포함한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 방송용 수신부는, 상기 제 1 전처리부의 출력 신호에서 상기 하모닉 성분을 추출하기 위한 대역 통과 필터와; 상기 대역 통과 필터에 의해 추출된 상기 하모닉 성분의 위상을 반전시키기 위한 위상 반전부와; 위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 제 2 전처리부에 입력되는 상기 제 2 방송 신호에 가산하기 위한 가산부를 더 포함한다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 차량용 안테나 시스템은, 제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 단일의 광대역 신호 전처리부를 통해 상기 제 1 방송 신호 또는 상기 제 2 방송 신호 각각의 전처리를 수행하고, 상기 제 2 방송 신호를 수신할 때 상기 제 1 방송 신호의 위상이 반전된 하모닉 성분을 상기 제 2 방송 신호의 전달 경로에 가산함으로써 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 방송용 수신부는, 사용자의 채널 선택에 응답하여 상기 제 1 방송 신호와 상기 제 2 방송 신호 가운데 어느 하나의 방송 신호가 선택적으로 수신되도록 하는 채널 선택부와; 상기 광대역 신호 전처리부에서 출력되는 상기 제 1 방송 신호와 상기 제 2 방송 신호 가운데 상기 사용자가 선택한 채널의 방송 신호를 선택적으로 통과시키는 동조 필터를 더 포함한다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 사용자의 채널 선택에 의해 발생하는 제어 명령에 따라 상기 글래스 안테나와 상기 채널 선택부, 상기 광대역 신호 전처리부, 상기 동조 필터에서의 방송 신호의 선택이 이루어진다.

상술한 차량용 안테나 시스템에서, 상기 사용자의 채널 선택은 상기 차량용 안테나 시스템에 연결된 헤드 유닛의 조작을 통해 이루어진다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 차량은, 제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함한다.

상술한 차량에서, 상기 제 1 방송 신호가 라디오 방송 신호이고; 상기 제 2 방송 신호가 디지털 방송 신호이며; 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분은 상기 라디오 방송 신호의 FM 하모닉 성분이다.

상술한 차량에서, 상기 방송용 수신부는, 상기 라디오 방송 신호의 상기 하모닉 성분을 추출하고; 추출된 상기 하모닉 성분의 위상을 반전시키며; 위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 디지털 방송 신호에 가산함으로써 상기 디지털 방송 신호에 포함되어 있는 상기 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거한다.

상술한 차량에서, 상기 글래스 안테나는, 상기 제 1 방송 신호의 일부 채널과 상기 제 2 방송 신호의 일부 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 1 글래스 안테나와; 상기 제 1 방송 신호의 나머지 채널과 상기 제 2 방송 신호의 나머지 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 2 글래스 안테나를 포함한다.

상술한 차량에서, 복수의 통신용 안테나 모듈을 탑재하고 상기 차량의 루프에 설치되는 루프 안테나와; 상기 복수의 통신용 안테나 모듈을 통해 통신 신호를 수신하도록 마련되는 통신용 수신부를 더 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 통합형 글래스 안테나를 구현함으로써 루프 안테나의 여유 공간을 확보하고, 루프 안테나의 확보된 여유 공간에 추가 안테나 모듈을 설치할 수 있도록 함으로써, 동일 공간에 더 많은 안테나 모듈을 설치할 수 있도록 하고 안테나 모듈들 사이의 아이솔레이션을 더욱 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안테나를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)의 안테나 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 방송용 통합 수신부(아날로그 방식)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(아날로그 방식)의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 방송용 통합 수신부(디지털 방식)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(디지털 방식)의 디지털 방송 수신 시의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(디지털 방식)의 라디오 방송 수신 시의 동작을 나타낸 도면이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안테나를 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)의 안테나는 글래스 안테나(116)와 루프 안테나(122)를 포함한다. 글래스 안테나(116)는 차량(100)의 뒷 유리(112)의 표면에 일정한 형태의 패턴을 형성하도록 설치된다. 루프 안테나(122)는 차량(100)의 루프(124)의 표면에 설치된다. 루프 안테나(122)는 '샤크 핀 안테나' 또는 '폴 안테나' 일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 '샤크 핀 안테나' 타입을 예로 들어 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)의 안테나 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)는 방송용 통합형 글래스 안테나로서, 라디오 방송과 디지털 방송(DMB 및 DAB 등)의 방송 신호를 수신한다. 본 발명의 실시 예에서는 디지털 방송의 일례로서 DMB 방송을 기준으로 설명하고자 한다. 글래스 안테나(116)는 통합형 글래스 안테나 모듈을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)의 통합형 글래스 안테나 모듈은 하나의 안테나(또는 하나로 통합된 안테나)가 라디오 방송 신호와 디지털 방송 신호를 모두 수신하는 구조이다.

글래스 안테나(116)를 통해 수신되는 디지털 방송 신호와 라디오 방송 신호는 방송용 통합 수신부(210)로 전송되어 방송용 통합 수신부(210)에서 일련의 신호 처리 과정을 거친 후 헤드 유닛(250)으로 전달된다. 헤드 유닛(250)은 방송 신호의 컨텐츠를 스피커 또는 디스플레이를 통해 출력한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 안테나(122)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 통신용 루프 안테나로서, GPS 신호와 LTE 신호, 5G(MIMO) 신호, V2X 신호 등의 여러 종류의 통신 신호를 수신한다. 이를 위해 루프 안테나(122)는 GPS 안테나 모듈과 LTE 안테나 모듈, 5G(MIMO) 안테나 모듈, V2X 안테나 모듈을 포함한다.

루프 안테나(122)를 통해 수신되는 GPS 신호와 LTE 신호, 5G(MIMO) 신호, V2X 신호는 통신용 통합 수신부(230)로 전송되어 통신용 통합 수신부(230)에서 일련의 신호 처리 과정을 거친 후 헤드 유닛(250)으로 전달된다. 헤드 유닛(250)은 통신 신호의 컨텐츠를 스피커 또는 디스플레이를 통해 출력한다.

앞서 도 1에서 설명한 것처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 차량(100)의 루프 안테나(122)는 '샤크 핀 안테나' 또는 '폴 안테나' 일 수 있다. '샤크 핀 안테나' 또는 '폴 안테나'는 차량(100)의 주행 중 저항과 디자인적 요소를 고려해야 하기 때문에 그 크기에 제약이 따른다. 즉, '샤크 핀 안테나' 또는 '폴 안테나'의 크기가 너무 커서는 곤란하다. 본 발명의 실시 예에서는, 기존의 루프 안테나에 설치되던 디지털 방송용 안테나를 방송용 통합형의 글래스 안테나(116)로 구현하고, 이로 인해 루프 안테나(122)에 확보되는 여유 공간에 5G(MIMO) 안테나 모듈 및 V2X 안테나 모듈을 설치할 수 있다. 만약 디지털 방송용 안테나를 기존처럼 루프 안테나에 설치하면 기존의 루프 안테나의 경우에는 5G(MIMO) 안테나 모듈 및 V2X 안테나 모듈과 같은 추가적인 안테나 모듈을 설치할만한 공간을 확보하기 어렵다. 본 발명의 실시 예에서는, 라디오 방송용 안테나 모듈과 디지털 방송용 안테나 모듈을 통합하여 하나의 방송용 통합형의 글래스 안테나(116)를 구현함으로써 루프 안테나(122)에 여유 공간을 확보하고 이 여유 공간에 5G(MIMO) 안테나 모듈 및 V2X 안테나 모듈과 같은 추가적인 통신용 안테나 모듈을 설치함으로써, 루프 안테나(122)의 크기를 증가시키지 않고도(즉 기존의 크기를 그대로 유지하면서도) 차량(100)의 새로운 커넥티드 서비스를 위한 5G(MIMO) 안테나 모듈 및 V2X 안테나 모듈 등을 루프 안테나(122) 내에 추가적으로 설치할 수 있도록 한다. 또한 통신용 안테나 모듈과 방송용 안테나 모듈을 글래스와 루프 각각에 분리하여 설치함으로써 아이솔레이션 대책 마련이 용이해지고 통신용 안테나 모듈과 방송용 안테나 모듈의 상호 간섭에 의한 성능 저하를 미리 방지할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)가 라디오 방송 신호와 디지털 방송 신호를 모두 수신할 수 있도록 통합되는 것은, 라디오 방송 신호와 디지털 방송 각각의 주파수 대여기 서로 배음(harmonic) 관계에 있기 때문에 가능하다. 즉, 라디오 방송의 주파수 대역은 88~108MHz이고, 디지털 방송의 주파수 대역은 174~240MHz로서 서로 배음(harmonic)의 관계에 있다. 또한, 라디오 방송과 디지털 방송은 서로 동시에 수신되지 않는다. 이와 같은 이유로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)는 단일의 통합된 형태임에도 불구하고 라디오 방송 신호 및 디지털 방송 신호의 수신을 위해 공동으로 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 방송용 통합 수신부(아날로그 방식)를 나타낸 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 아날로그 방식의 방송용 통합 수신부(210)는 송수신 전환부(310)와 라디오 신호 전처리부(322), DMB 신호 전처리부(342), 대역 통과 필터(372), 위상 반전부(374), 가산기(376)를 포함한다.

송수신 전환부(Duplexer)(310)는 본 발명의 실시 예에 따른 단일의 통합형 방송용 글래스 안테나(116)를 송신 및 수신에 공동으로 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 하나의 안테나(116)를 통해 서로 다른 주파수 대역의 신호를 동시에 송신 및 수신할 수 있고, 어느 하나의 주파수 대역의 신호를 수신할 때 다른 주파수 대역의 신호를 송신할 수도 있다. 글래스 안테나(116)를 통해 수신되는 신호 가운데 방송 신호가 송수신 전환부(310)에 의해 선택되어 라디오 신호 전처리부(322) 또는 DMB 신호 전처리부(342)로 전달된다.

라디오 신호 전처리부(322)는 수신된 방송 신호 가운데 라디오 방송 신호(예를 들면 FM 라디오 방송 신호)의 노이즈 제거와 증폭 등의 전처리를 수행한다. 라디오 신호 전처리부(322)에서 전처리가 완료된 신호는 헤드 유닛(250)의 라디오 튜너(324)로 전달된다.

DMB 신호 전처리부(342)는 수신된 방송 신호 가운데 디지털 방송 신호(예를 들면 DMB 방송 신호 또는 DAB 방송 신호)의 노이즈 제거와 증폭 등의 전처리를 수행한다. DMB 신호 전처리부(342)에서 전처리가 완료된 신호는 헤드 유닛(250)의 DMB 튜너(344)로 전달된다. 도 3에서 참조 부호 356은 헤드 유닛의 디지털 신호 처리부이다.

방송용 통합 수신부(210)에서, 대역 통과 필터(372)와 위상 반전부(374), 가산기(376)는 단일의 통합형 안테나로 라디오 방송 신호와 디지털 방송 신호를 수신할 때 발생할 수 있는 간섭을 제거하고 이득 감쇄를 보정하기 위한 장치들이다. 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 방송용 글래스 안테나(116)는 라디오 방송용 안테나와 디지털 방송용 안테나가 통합된 형태인데, 이 경우 서로 다른 대역의 신호를 수신하는 과정에서 상호 간섭과 이득 감쇄가 발생할 수 있다.

글래스 안테나(116)를 통해 수신되는 디지털 방송 신호(DMB 신호)에는 원래의 방송 신호와 함께 라디오 대역 배음(예를 들면 FM 대역 배음)이 포함되어 있다. 이 FM 대역 배음이 DMB 신호에 간섭으로 작용할 수 있다. 또한 이 간섭에 의해 DMB 신호에서 이득 감쇄가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(210)에서는 이와 같은 상호 간섭 및 이득 감쇄를 감소시키기 위해 대역 통과 필터(372)와 위상 반전부(374), 가산기(376)를 이용한다. 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(210)의 대역 통과 필터(372)와 위상 반전부(374), 가산기(376)의 작용을 후술하는 도 4를 통해 자세히 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(아날로그 방식)의 동작을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)에는 라디오 방송 신호(FM 신호) 또는 디지털 방송 신호(DMB 신호)가 수신될 수 있다. FM 신호가 수신될 때 FM 신호가 전달되는 경로에서 FM 신호의 2차 하모닉 성분을 대역 통과 필터(372)를 통해 추출하고, 추출한 2차 하모닉 성분을 위상 반전부(374)를 통해 위상을 반전시키며, 위상이 반전된 2차 하모닉 성분을 가산기(376)에 전달한다.

이후 DMB 신호가 수신될 때 DMB 신호 전처리부(342)의 앞 단에서 위상이 반전된 FM 2차 하모닉 성분을 가산기(376)를 통해 DMB 신호와 가산함으로써, DMB 신호에 포함되어 있는 FM 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거할 수 있다. DMB 신호 전처리부(342)에는 수신된 DMB 신호에서 FM 하모닉 성분이 제거된 신호가 입력된다. 이처럼 DMB 신호에서 FM 하모닉 성분이 제거됨에 따라 FM 하모닉 성분에 의해 야기될 수 있는 상호 간섭 및 이득 감쇄가 감소할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 방송용 통합 수신부(디지털 방식)를 나타낸 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 디지털 방식의 방송용 통합 수신부(210)는 채널 선택부(412)와 광대역 신호 전처리부(414), 동조 필터(418), 라디오 대역 통과 필터(430), 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)를 포함한다. 도 5에 나타낸 디지털 방식의 방송용 통합 수신부(210)는, 도 4에 나타낸 아날로그 방식의 방송용 통합 수신부(210)가 라디오 방송 신호의 경로와 디지털 방송 신호의 경로를 분리하여 운영한 것과 다르게, 단일의 채널 선택부(412)와 단일의 광대역 신호 전처리부(414), 단일의 동조 필터(418)를 이용하여 라디오 방송 신호와 디지털 방송 신호를 모두 처리한다. 이를 위해 도 5에 나타낸 채널 선택부(412)와 광대역 신호 전처리부(414), 동조 필터(418)는 라디오 방송 신호의 주파수 대역 및 디지털 방송 신호의 주파수 대역의 멀티 대역에 대응하도록 설계되는 것이 바람직하다.

채널 선택부(412)는 라디오 채널과 디지털 방송 채널 가운데 어느 하나를 선택하도록 마련된다. 사용자(운전자)가 헤드 유닛(250)의 조작을 통해 라디오 청취 또는 디지털 방송 시청 가운데 어느 하나를 선택하면, 헤드 유닛(250)의 제어부((MCU)(460)가 제어 신호를 발생시켜서 채널 선택부(412)로 하여금 사용자(운전자)가 선택한 방송의 주파수를 선택하도록 한다.

도 5에 나타낸 디지털 방식의 방송용 통합 수신부(210)에서, 글래스 안테나(115)를 통해 수신되는 신호는 채널 선택부(412)에 입력되지만, 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)로 구성되는 또 다른 경로를 거친다. 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)는 단일의 통합형 안테나로 라디오 방송 신호와 디지털 방송 신호를 수신할 때 발생할 수 있는 간섭을 제거하고 이득 감쇄를 보정하기 위한 장치들이다. 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 방송용 글래스 안테나(116)는 라디오 방송용 안테나와 디지털 방송용 안테나가 통합된 형태인데, 이 경우 서로 다른 대역의 신호를 수신하는 과정에서 상호 간섭과 이득 감쇄가 발생할 수 있다.

글래스 안테나(116)를 통해 수신되는 디지털 방송 신호(DMB 신호)에는 원래의 방송 신호와 함께 라디오 대역 배음(예를 들면 FM 대역 배음)이 포함되어 있다. 이 FM 대역 배음이 DMB 신호에 간섭으로 작용할 수 있다. 또한 이 간섭에 의해 DMB 신호에서 이득 감쇄가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(210)에서는 이와 같은 상호 간섭 및 이득 감쇄를 감소시키기 위해 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)를 이용한다. 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(210)의 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)의 작용을 후술하는 도 6 및 도 7을 통해 자세히 설명하고자 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(디지털 방식)의 디지털 방송 수신 시의 동작을 나타낸 도면이다. 특히 도 6은 DMB 방송을 수신하는 경우를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)에는 라디오 방송 신호(FM 신호) 또는 디지털 방송 신호(DMB 신호)가 수신될 수 있다. 만약 사용자(운전자)가 도 5의 헤드 유닛(250)을 통해 디지털 방송의 시청을 선택하면, 헤드 유닛(250)의 제어부(460)는 제어 신호를 발생시켜서 채널 선택부(412)로 하여금 디지털 방송 신호를 선택하여 수신하도록 한다. 수신되는 디지털 방송 신호는 가산기(438)를 거쳐 광대역 신호 전처리부(414)에 전달된다. 광대역 신호 전처리부(414)는 수신된 디지털 방송 신호의 노이즈 제거와 증폭, 이득 제어 등의 전처리를 수행한다. 이득 제어부(416)는 전류 제어를 통해 디지털 방송 신호에 맞도록 이득 값을 조절한다.

동조 필터(Tunable Filter)(418)는 광대역 신호 전처리부(414)를 통과한 신호에서 디지털 방송 신호만을 필터링하여 헤드 유닛(250)으로 전달한다.

헤드 유닛(250)에서는, 제어부(460)의 제어에 의해 스위치(458)가 동작하여 동조 필터(418)를 통과한 신호를 라디오 튜너(424)와 DMB 튜너(444) 가운데 어느 하나로 전달한다. 도 6은 디지털 방송 신호를 수신하는 경우를 나타낸 것이므로, 동조 필터(418)를 통과한 디지털 방송 신호(DMB 신호)는 스위치(458)를 통해 DMB 튜너(444)로 전달된다. 헤드 유닛(250)은 디지털 방송 신호의 컨텐츠를 스피커 또는 디스플레이를 통해 출력한다.

본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)에는 라디오 방송 신호(FM 신호) 또는 디지털 방송 신호(DMB 신호)가 수신될 수 있다. FM 신호가 수신될 때 FM 신호가 전달되는 경로에서 FM 신호의 2차 하모닉 성분을 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434)를 통해 추출하고, 추출한 2차 하모닉 성분을 위상 반전부(436)를 통해 위상을 반전시키며, 위상이 반전된 2차 하모닉 성분을 가산기(438)에 전달한다.

이처럼 DMB 신호가 수신되는 동안 광대역 신호 전처리부(414)의 앞 단에서 위상이 반전된 FM 2차 하모닉 성분을 가산기(376)를 통해 DMB 신호와 가산함으로써, DMB 신호에 포함되어 있는 FM 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거할 수 있다. 광대역 신호 전처리부(414)에는 수신된 DMB 신호에서 FM 하모닉 성분이 제거된 신호가 입력된다. 이처럼 DMB 신호에서 FM 하모닉 성분이 제거됨에 따라 FM 하모닉 성분에 의해 야기될 수 있는 상호 간섭 및 이득 감쇄가 감소할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 방송용 통합 수신부(디지털 방식)의 라디오 방송 수신 시의 동작을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 글래스 안테나(116)에는 라디오 방송 신호(FM 신호) 또는 디지털 방송 신호(DMB 신호)가 수신될 수 있다. 만약 사용자(운전자)가 도 5의 헤드 유닛(250)을 통해 라디오 방송의 청취를 선택하면, 헤드 유닛(250)의 제어부(460)는 제어 신호를 발생시켜서 채널 선택부(412)로 하여금 라디오 방송 신호를 선택하여 수신하도록 한다. 수신되는 라디오 방송 신호는 가산기(438)를 거쳐 광대역 신호 전처리부(414)에 전달된다. 광대역 신호 전처리부(414)는 수신된 라디오 방송 신호의 노이즈 제거와 증폭, 이득 제어 등의 전처리를 수행한다. 이득 제어부(416)는 전류 제어를 통해 디지털 방송 신호에 맞도록 이득 값을 조절한다.

동조 필터(Tunable Filter)(418)는 광대역 신호 전처리부(414)를 통과한 신호에서 라디오 방송 신호만을 필터링하여 헤드 유닛(250)으로 전달한다.

헤드 유닛(250)에서는, 제어부(460)의 제어에 의해 스위치(458)가 동작하여 동조 필터(418)를 통과한 신호를 라디오 튜너(424)와 DMB 튜너(444) 가운데 어느 하나로 전달한다. 도 7은 라디오 방송 신호를 수신하는 경우를 나타낸 것이므로, 동조 필터(418)를 통과한 라디오 방송 신호는 스위치(458)를 통해 라디오 튜너(424)로 전달된다. 헤드 유닛(250)은 라디오 방송 신호의 컨텐츠를 스피커를 통해 출력한다.

앞서 설명한 도 6의 디지털 방송 수신의 경우에는 디지털 방송 신호에 포함되어 있는 FM 하모닉 성분을 제거하는 과정이 수반되었다. 그러나 도 7에 나타낸 라디오 방송 신호의 수신의 경우에는 FM 하모닉 성분을 고려할 필요가 없으므로 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)를 이용한 FM 하모닉 성분 제거 과정은 필요치 않다. 따라서 도 7에 나타낸 라디오 방송 수신의 경우에는 라디오 대역 통과 필터(430)와 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)가 비활성화된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 안테나를 나타낸 도면이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량(100)의 안테나는 두 개의 글래스 안테나(892)(894)를 포함한다. 두 개의 글래스 안테나(892)(894)는 차량(100)의 뒷 유리(112)의 표면에 각각 상하로 구분되어 일정한 형태의 패턴을 형성하도록 설치된다.

뒷 유리(112)의 상부에 위치한 글래스 안테나(892)는 AM/FM1/DMB1과 같은 라디오 신호 및 DMB 신호를 수신하도록 마련된다. 뒷 유리(112)의 하부에 위치한 또 다른 글래스 안테나(894)는 FM2/DMB2과 같은 또 다른 라디오 신호 및 DMB 신호를 수신하도록 마련된다. 즉, 두 개의 글래스 안테나(892)(894)와 신호 분리 블록 및 다이버시티 블록으로 안테나 다이버시티를 구현하고, 두 개의 글래스 안테나(892)(894) 각각을 통해 FM 신호 및 DMB 신호를 모두 수신할 수 있다(이중 공진 방식 이용). 이와 같이 두 개의 글래스 안테나(892)(894)를 이용하여 안테나 다이버시티를 구성하는 경우, 두 개의 글래스 안테나(892)(894)가 글래스 안테나와 루프 안테나의 역할을 모두 수행하기 때문에, 차량(100)의 루프 패널(124)에는 루프 안테나를 설치할 필요가 없다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서는, 두 개의 글래스 안테나(892)(894)를 차량(100)의 뒷 유리(112)에 약 10~2λ의 거리만큼 이격되도록 설치한다. λ는 신호의 파장). 두 개의 글래스 안테나(892)(894)를 통해 수신되는 신호들은 위상 변화가 서로 다르기 때문에 두 개의 글래스 안테나(892)(894) 각각을 통해 수신되는 신호들은 서로에 대해 낮은 상관성을 갖는다. 이와 같은 낮은 상관성은 두 개의 글래스 안테나(892)(894) 각각을 통해 수신되는 신호가 다중 경로 페이딩에 상호 독립적인 것을 의미하므로, 다중 경로 페이딩이 적은 신호의 송수신에 유리하다.

이와 같은 안테나 다이버시티는 아날로그 방식과 디지털 방식 모두에 적용 가능하다. 특히, 안테나 다이버시티는 신호 수신 성능을 더욱 개선하는 효과를 제공한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다이버시티 안테나의 개선된 수신 효과를 나타낸 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 다이버시티 안테나 시스템이 싱글 안테나 시스템보다 수신 거리 대비 수신 신호 품질이 더 높은 것을 알 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 방송용 통합 수신부(아날로그 방식)를 나타낸 도면이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 아날로그 방식의 방송용 통합 수신부(210)는 송수신 전환부(920)(940)와 라디오 신호 전처리부(322), DMB 신호 전처리부(342), 대역 통과 필터(372), 위상 반전부(374), 가산기(376)를 포함한다.

두 개의 송수신 전환부(Duplexer)(920)(940)는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 두 개의 통합형 방송용 글래스 안테나(892)(894) 각각을 송신 및 수신에 공동으로 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 글래스 안테나(892)를 통해 수신되는 신호 가운데 방송 신호가 송수신 전환부(1020)에 의해 선택되어 라디오 신호 전처리부(322) 또는 DMB 신호 전처리부(342)로 전달된다. 또 다른 글래스 안테나(894)를 통해 수신되는 신호 가운데 방송 신호가 또 다른 송수신 전환부(1040)에 의해 선택되어 라디오 신호 전처리부(322) 또는 DMB 신호 전처리부(342)로 전달된다. 이후의 신호 처리 과정은 앞서 도 3 및 도 4를 통해 설명한 것과 같은 방식으로 이루어진다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량의 방송용 통합 수신부(디지털 방식)를 나타낸 도면이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 디지털 방식의 방송용 통합 수신부(210)는 채널 선택부(412)와 광대역 신호 전처리부(414), 동조 필터(418), 라디오 대역 통과 필터(430), 증폭기(432), DMB 대역 통과 필터(434), 위상 반전부(436), 가산기(438)를 포함한다. 도 11에 나타낸 디지털 방식의 방송용 통합 수신부(210)는, 도 10에 나타낸 아날로그 방식의 방송용 통합 수신부(210)가 라디오 방송 신호의 경로와 디지털 방송 신호의 경로를 분리하여 운영한 것과 다르게, 단일의 채널 선택부(412)와 단일의 광대역 신호 전처리부(414), 단일의 동조 필터(418)를 이용하여 라디오 방송 신호와 디지털 방송 신호를 모두 처리한다. 이를 위해 도 11에 나타낸 채널 선택부(412)와 광대역 신호 전처리부(414), 동조 필터(418)는 라디오 방송 신호의 주파수 대역 및 디지털 방송 신호의 주파수 대역의 멀티 대역에 대응하도록 설계되는 것이 바람직하다.

채널 선택부(412)는 두 개의 글래스 안테나(892)(894) 각각을 통해 수신되는 신호의 라디오 채널과 디지털 방송 채널 가운데 어느 하나를 선택하도록 마련된다. 이를 위해 두 개의 글래스 안테나(892)(894) 각각을 통해 수신되는 신호는 채널 선택부(412) 및 라디오 대역 통과 필터(430) 모두에 전달된다. 이후의 신호 처리 과정은 앞서 도 5 내지 도 7을 통해 설명한 것과 같은 방식으로 이루어진다.

위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 차량
112 : 글래스(리어)
116, 892, 894 : 글래스 안테나
122 : 루프 안테나
210 : 방송용 통합 수신부
230 : 통신용 통합 수신부
250 : 헤드 유닛

Claims

제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 방송 신호가 라디오 방송 신호이고;
상기 제 2 방송 신호가 디지털 방송 신호이며;
상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분은 상기 라디오 방송 신호의 FM 하모닉 성분인 차량용 안테나 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 방송용 수신부는,
상기 라디오 방송 신호의 상기 하모닉 성분을 추출하고;
추출된 상기 하모닉 성분의 위상을 반전시키며;
위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 디지털 방송 신호에 가산함으로써 상기 디지털 방송 신호에 포함되어 있는 상기 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하는 차량용 안테나 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 글래스 안테나는,상기 제 1 방송 신호의 일부 채널과 상기 제 2 방송 신호의 일부 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 1 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호의 나머지 채널과 상기 제 2 방송 신호의 나머지 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 2 글래스 안테나를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 글래스 안테나의 수신 신호는 AM 신호와 제 1 FM 신호, 제 1 DMB 신호를 포함하고;
상기 제 2 글래스 안테나의 수신 신호는 제 2 FM 신호와 제 2 DMB 신호를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 1 방송 신호의 전달 경로에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 추출하고, 추출된 상기 하모닉 성분을 반전시키며, 위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 제 2 방송 신호의 전달 경로에 가산함으로써 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 방송 신호가 라디오 방송 신호이고;
상기 제 2 방송 신호가 디지털 방송 신호이며;
상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분은 상기 라디오 방송 신호의 FM 하모닉 성분인 차량용 안테나 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 글래스 안테나는,
상기 제 1 방송 신호의 일부 채널과 상기 제 2 방송 신호의 일부 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 1 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호의 나머지 채널과 상기 제 2 방송 신호의 나머지 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 2 글래스 안테나를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 글래스 안테나의 수신 신호는 AM 신호와 제 1 FM 신호, 제 1 DMB 신호를 포함하고;
상기 제 2 글래스 안테나의 수신 신호는 제 2 FM 신호와 제 2 DMB 신호를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 방송 신호의 전달 경로는 상기 제 1 방송 신호의 전처리를 수행하는 제 1 전처리부를 포함하고;
상기 제 2 방송 신호의 전달 경로는 상기 제 2 방송 신호의 전처리를 수행하는 제 2 전처리부를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 방송용 수신부는,
상기 제 1 전처리부의 출력 신호에서 상기 하모닉 성분을 추출하기 위한 대역 통과 필터와;
상기 대역 통과 필터에 의해 추출된 상기 하모닉 성분의 위상을 반전시키기 위한 위상 반전부와;
위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 제 2 전처리부에 입력되는 상기 제 2 방송 신호에 가산하기 위한 가산부를 더 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 단일의 광대역 신호 전처리부를 통해 상기 제 1 방송 신호 또는 상기 제 2 방송 신호 각각의 전처리를 수행하고, 상기 제 2 방송 신호를 수신할 때 상기 제 1 방송 신호의 위상이 반전된 하모닉 성분을 상기 제 2 방송 신호의 전달 경로에 가산함으로써 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 방송 신호가 라디오 방송 신호이고;
상기 제 2 방송 신호가 디지털 방송 신호이며;
상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분은 상기 라디오 방송 신호의 FM 하모닉 성분인 차량용 안테나 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 글래스 안테나는,
상기 제 1 방송 신호의 일부 채널과 상기 제 2 방송 신호의 일부 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 1 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호의 나머지 채널과 상기 제 2 방송 신호의 나머지 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 2 글래스 안테나를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 글래스 안테나의 수신 신호는 AM 신호와 제 1 FM 신호, 제 1 DMB 신호를 포함하고;
상기 제 2 글래스 안테나의 수신 신호는 제 2 FM 신호와 제 2 DMB 신호를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 방송용 수신부는,
사용자의 채널 선택에 응답하여 상기 제 1 방송 신호와 상기 제 2 방송 신호 가운데 어느 하나의 방송 신호가 선택적으로 수신되도록 하는 채널 선택부와;
상기 광대역 신호 전처리부에서 출력되는 상기 제 1 방송 신호와 상기 제 2 방송 신호 가운데 상기 사용자가 선택한 채널의 방송 신호를 선택적으로 통과시키는 동조 필터를 더 포함하는 차량용 안테나 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 사용자의 채널 선택에 의해 발생하는 제어 명령에 따라 상기 글래스 안테나와 상기 채널 선택부, 상기 광대역 신호 전처리부, 상기 동조 필터에서의 방송 신호의 선택이 이루어지는 차량용 안테나 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 사용자의 채널 선택은 상기 차량용 안테나 시스템에 연결된 헤드 유닛의 조작을 통해 이루어지는 차량용 안테나 시스템.
제 1 방송 신호 및 제 2 방송 신호를 수신하도록 차량의 글래스의 표면에 설치되는 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호 및 상기 제 2 방송 신호를 수신하되, 상기 제 2 방송 신호에서 상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하도록 마련되는 방송용 수신부를 포함하는 차량.
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 방송 신호가 라디오 방송 신호이고;
상기 제 2 방송 신호가 디지털 방송 신호이며;
상기 제 1 방송 신호의 하모닉 성분은 상기 라디오 방송 신호의 FM 하모닉 성분인 차량.
제 20 항에 있어서, 상기 방송용 수신부는,
상기 라디오 방송 신호의 상기 하모닉 성분을 추출하고;
추출된 상기 하모닉 성분의 위상을 반전시키며;
위상이 반전된 상기 하모닉 성분을 상기 디지털 방송 신호에 가산함으로써 상기 디지털 방송 신호에 포함되어 있는 상기 하모닉 성분을 상쇄시켜 제거하는 차량.
제 19 항에 있어서, 상기 글래스 안테나는,
상기 제 1 방송 신호의 일부 채널과 상기 제 2 방송 신호의 일부 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 1 글래스 안테나와;
상기 제 1 방송 신호의 나머지 채널과 상기 제 2 방송 신호의 나머지 채널의 신호를 수신하도록 마련되는 제 2 글래스 안테나를 포함하는 차량.
제 22 항에 있어서,
상기 제 1 글래스 안테나의 수신 신호는 AM 신호와 제 1 FM 신호, 제 1 DMB 신호를 포함하고;
상기 제 2 글래스 안테나의 수신 신호는 제 2 FM 신호와 제 2 DMB 신호를 포함하는 차량.